用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,有输出电压为6V、频率为50Hz的交流电和输出电压为6V的直流电两种。质量为0.300kg的重
题型:不详难度:来源:
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,有输出电压为6V、频率为50Hz的交流电和输出电压为6V的直流电两种。质量为0.300kg的重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。(g取9.8m/s2)
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20191122/20191122125525-24018.jpg) 下面列举了该实验的几个操作步骤:A.按照图示的装置安装器件; | B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上; | C.松开手释放纸带,然后接通电源开关,打出一条纸带; | D.测量纸带上某些点间的距离; | E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 (1)其中没有必要进行的或者操作不当的步骤,请将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因。答: (2)实验中得到如图所示的纸带,根据纸带可计算得知,重锤从B点到D点过程中重力势能减少量等于 J,动能增加量等于 J。(结果保留三位有效数字)
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20191122/20191122125525-73361.jpg) (3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量,其原因主要是 。 |
答案
(1) B:打点计时器应该使用交流电,C:应该先通电再释放纸带 (2) 0.271J ( 0.269~0.275算正确 ) 0.264J ( 0.261~0.267算正确 ) (3) 实验过程中存在摩擦阻力 |
解析
试题分析:(1)步骤B是错误的:打点计时器使用的是交流电源,因此应该接到电源的交流输出端;步骤C是错误的:本实验要记录重锤运动的全部信息,所以要先接通电源,待打点稳定后再释放纸带。 (2)重力势能减小量为mgh带入数值即可,求动能增大可先通过求CE间的平均速度求得D点速度,再由动能公式求动能增大的值 (3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量,其原因主要是实验过程中存在摩擦阻力 点评:纸带问题的处理是力学实验中常见的问题.我们可以纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度. |
举一反三
某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行.打点计时器的工作频率为50 Hz.
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20191122/20191122125425-33858.jpg) (1)关于这个实验,下列说法正确的是________. A.实验中木板略微倾斜,这样做是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑 B.实验中木板略微倾斜,可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功 C.橡皮筋做的功不可以直接测量;把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也增加为原来的两倍 D.利用纸带上的点计算小车速度时,应选用纸带上打点比较稀疏的部分进行计算 (2)若根据多次测量数据画出的W-v草图如图乙所示,根据图线形状,可知对W与v的关系作出的猜想肯定不正确的是________.
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20191122/20191122125425-18044.jpg) A.W∝ B.W∝![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20191122/20191122125426-27493.png) C.W∝v2 D.W∝v3 |
用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.如图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知m1=50 g、m2=150 g,则(g取10 m/s2,结果保留两位有效数字)
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20191122/20191122125410-80530.jpg) (1)下面列举了该实验的几个操作步骤:A.按照图所示的装置安装器件; | B.将打点计时器接到直流电源上; | C.先释放m2,再接通电源打出一条纸带; | D.测量纸带上某些点间的距离; | E.根据测量的结果,分别计算系统减少的重力势能和增加的动能。 其中操作不当的步骤是__________(填选项对应的字母). (2)在打点0~5过程中系统动能的增量ΔEk=__________J,系统势能的减少量ΔEp=0.60J,由此得出的结论是_________________________________; (3)若某同学作出 v2-h图象,可以计算当地重力加速度g,请写出计算g的表达式____________.(用字母表示)![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20191122/20191122125411-38531.jpg) |
(4分)使用打点计时器时,下列做法正确的是( )A.电磁打点计时器是一种计时仪器。 | B.实验时应先释放物体,再接通电源 | C.如果没有学生电源也可以使用干电池做电源 | D.每打完一条纸带要及时切断电源,防止因线圈过热而损坏 |
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(12分)如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20191122/20191122125214-66831.jpg) (1)已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为________。 (2)A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,A点与刻度尺1cm处对齐,从图中读出A、B两点间距s= cm; C点对应的速度是 m/s;物体的加速度约为 m/s2。(计算所得结果保留三位有效数字) |
在测定匀变速直线运动的实验中,打点计时器打出一纸条,每隔四个点选出一个计数点共选出A、B、C、D四个计数点,所用交流电频率为50赫兹,纸带上各点对应尺上的刻度如图所示,则:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20191122/20191122125113-98224.png) 17小题1:如果使用电火花打点计时器,则应使用的电源是:( )A.4-6伏直流电 | B.4-6伏交流电 | C.220伏直流电 | D.220伏交流电 | 18小题2:纸带上选出的B、C两点间的时间间隔为:( ) A、0.02s B、0.08s C、0.1s D、0.2s 19小题3:纸带上B点的速度大小为:( )A.0.064 m/s | B.0.15 m/s | C.0.3m/s | D.0.4m/s | 20小题4:纸带记录的匀变速直线运动的加速度大小为:( )A.0.2 m/s2 | B.1.4 m/s2 | C.2.0 m/s2 | D.6.4 m/s2 |
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